温州科技馆分为南北两个主要展厅，其中一楼专为少年儿童设计，北面区域以"水世界"、"太空船"和"体能训练营"等项目，将趣味性和知识性融为一体。这些展项通过互动方式，让孩子们在游玩中感受到科学的魅力，启发他们的科学探索精神。

南面一楼则分为三层，主题以"3F"布局，分别代表"科学大地"（基础科学）、"科学开拓"（应用科学）和"科学未来"（前沿科学）。基础科学区展示了科学语言、音感知、视觉色彩等基础科学原理，通过实物演示，将复杂的科学内容简化，便于观众理解。

一楼还设有4D动感影院，除了学术学习，游客还能体验科技带来的娱乐乐趣。二楼应用科学区则关注科技在现实生活中的应用，如全息音响、立体交通、新能源等，小制作工坊和体感游戏乐园则展示了科技如何改变我们的生产与生活方式。

三楼前沿科学区则是探索科技前沿的天地，以计算机数码技术、纳米技术和机器人技术为主题，设计了互动性强的展品，让观众能够亲身体验这些新兴科技的发展趋势，感受科技对未来的深刻影响。